• Home
  • Química
  • Astronomía
  • Energía
  • Naturaleza
  • Biología
  • Física
  • Electrónica
  • La impresión 3D da forma a la industria de la construcción, crea un potencial de construcción rápido

    La fabricación aditiva de gran área en la instalación de demostración de fabricación del DOE en ORNL se utilizó para imprimir moldes en 3D que se necesitaban para moldear la fachada de hormigón prefabricado de una torre de 42 pisos en la ciudad de Nueva York. Crédito:Laboratorio Nacional de Oak Ridge

    Una torre residencial y comercial en desarrollo en Brooklyn que está cambiando el horizonte de la ciudad de Nueva York tiene sus raíces en la investigación del Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía. La fachada de hormigón prefabricado blanco de la torre que se eleva desde el sitio frente al mar de la antigua Domino Sugar Factory evoca la forma de un cristal de azúcar, un patrón creado a partir de moldes impresos en 3D producidos en las instalaciones de demostración de fabricación del DOE en ORNL.

    Cuando la puerta prefabricada, miembro del Instituto de hormigón prefabricado / pretensado (PCI), se adjudicó la fachada del edificio Domino, Los investigadores de ORNL vieron la torre del edificio como la plataforma perfecta para demostrar que la fabricación aditiva de área grande, o BAAM, La tecnología podría fabricar rápidamente moldes adecuados para la fabricación de prefabricados de hormigón.

    "No sabíamos si los moldes impresos en 3D podrían funcionar para la industria de los prefabricados, "dijo Diana Hun, investigador principal de edificios en el proyecto. "Pero pensamos que valía la pena examinar el potencial".

    Los investigadores de tecnologías de construcción y fabricación de ORNL colaboraron con Gate Precast y PCI para diseñar y producir moldes de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) reforzado con fibra de carbono, un termoplástico común compuesto de fibras de carbono cortadas.

    Una vez que los investigadores de ORNL desarrollaron la ciencia del proceso para fabricar moldes impresos en 3D de manera confiable, luego trabajaron con una empresa comercial, Soluciones de ingeniería aditiva (AES), para imprimir moldes adicionales. Los moldes se utilizaron para fundir cerca de mil piezas prefabricadas de hormigón para la fachada de la torre de 42 pisos.

    La fabricación aditiva de gran área en la instalación de demostración de fabricación del DOE en ORNL se utilizó para imprimir moldes en 3D que se necesitaban para moldear la fachada de hormigón prefabricado de una torre de 42 pisos en la ciudad de Nueva York. Crédito:Laboratorio Nacional de Oak Ridge

    "Con el proyecto Domino, el desafío era encontrar la solución adecuada para un trabajo que requería moldes duraderos que pudieran usarse en numerosas ocasiones, ", Dijo Hun." Demostramos que cada molde impreso en 3D podía moldear al menos 200 piezas de hormigón, que fue clave para cumplir con el cronograma del proyecto ".

    Dentro de un año, el proyecto avanzó desde el diseño del prototipo hasta la impresión de los moldes finales utilizados para moldear las piezas de hormigón de la torre Domino.

    La ventaja de la fibra de carbono

    Los moldes de madera convencionales son producidos manualmente por carpinteros expertos, que a menudo escasean en la población activa. En general, Los moldes de madera producen menos piezas fundidas porque son significativamente menos duraderos que los moldes impresos con ABS reforzado con fibra de carbono.

    Piezas prefabricadas de hormigón, vertidos a partir de moldes desarrollados en ORNL, se muestran en el socio Gate Precast. Crédito:Laboratorio Nacional de Oak Ridge

    "Las fibras de carbono ayudan a mejorar la resistencia en dos veces y la rigidez en cuatro veces de los moldes, en relación con el plástico ABS, permitir que los insertos soporten el peso del hormigón vertido y la fuerza de las operaciones de desmoldeo durante ciclos repetidos, "dijo Brian Post de ORNL, ingeniero de fabricación avanzada del proyecto.

    Los moldes impresos en 3D comienzan con modelos de diseño asistido por computadora (CAD), que se cortan capa por capa para desarrollar trayectorias que impulsan el cabezal de impresión. La impresora ejecuta estas trayectorias de herramientas capa por capa extruyendo polímero fundido para formar la pieza final.

    "Cada molde tarda entre 8 y 11 horas en imprimirse y 8 horas en mecanizarse para obtener el acabado de superficie deseado, "Post dijo.

    A medida que el desarrollo de Domino toma forma en Nueva York, no solo atrae la atención por su apariencia y diseño únicos, sino también por su potencial.

    Las partes de hormigón se instalan en una torre residencial y comercial (arriba en el centro y abajo) en el sitio de Domino Sugar Factory a lo largo del paseo marítimo de Brooklyn. Las ventanas de la torre se asemejan a cristales de azúcar. Crédito:Puerta prefabricada

    "Con la impresión 3D a mano, los arquitectos ahora pueden dar rienda suelta a su creatividad y diseñar fachadas complejas que no han explorado anteriormente, "dijo Hun.

    Se espera que la torre Domino esté terminada en 2020. ORNL continúa trabajando con PCI como parte de un programa de investigación de cinco años para determinar cómo las nuevas tecnologías pueden mejorar los paneles prefabricados aislados.


    © Ciencia https://es.scienceaq.com